一种二氧化碳加氢合成甲醇铜基催化剂及制备方法和应用_2

文档序号:8912653阅读:来源:国知局
2. 8,体积空速400(?-1,温度280°C,压力4. OMpa,评价结果 见表1。
[0021] 实施例4:
[0022] 配制 0· 3mol/L 的 Cu (NO3) 2-Zn (NO3) 2-Al (NO3) 3水溶液(Cu 27Ζη2+/Α13+= 7/7/1)和 0. 3mol/L的草酸水溶液;在微波辐射加热70°C下进行并流共沉淀,辐射功率为500W,辐射 时间与沉淀时间相同,控制沉淀母液的pH = 6. 8 ;沉淀结束后,在微波辐射加热80°C下老化 6h,辐射功率为300W,辐射时间与老化时间相同;老化结束后,过滤,得到滤饼,用70°C的去 离子水洗涤三次;将滤饼在90°C干燥18h,再转移至马弗炉,在300°C下焙烧4h,得到最终催 化剂 Cu0/Zn0/Al203,其摩尔组成比 CuO :ZnO !Al2O3= 7 :7 :1。
[0023] 取上述催化剂5ml装于固定床反应器进行评价,催化剂需要先进行还原,还原条 件为:气氛为氮中氢,H2体积含量为30%,体积空速ΙδΟΟΙΓ1,温度290°C,压力I. 5MPa,恒温 6h ;反应条件为:H2/C0(mol) = 2. 6,体积空速45001Γ1,温度260°C,压力3. OMpa,评价结果 见表1。
[0024] 实施例5 :
[0025] 配制 0· 5mol/L 的 Cu (NO3) 2-Zn (NO3) 2-Al (NO3) 3水溶液(Cu 27Ζη2+/Α13+= 7/5/1)和 0. 5mol/L的草酸水溶液;在微波辐射加热65°C下进行并流共沉淀,辐射功率为500W,辐射 时间与沉淀时间相同,控制沉淀母液的pH = 7. 0 ;沉淀结束后,在微波辐射加热90°C下老化 2h,辐射功率为200W,辐射时间与老化时间相同;老化结束后,过滤,得到滤饼,用65°C的去 离子水洗涤三次;将滤饼在80°C干燥18h,再转移至马弗炉,在250°C下焙烧8h,得到最终催 化剂 Cu0/Zn0/Al203,其摩尔组成比 CuO :ZnO !Al2O3= 7 :3 :1。
[0026] 取上述催化剂5ml装于固定床反应器进行评价,催化剂需要先进行还原,还原条 件为:气氛为氮中氢,H2体积含量为50%,体积空速ΙΘΟΟΙΓ1,温度300°C,压力0. 5MPa,恒温 IOh ;反应条件为:H2/C0(mol) = 3. 0,体积空速δΟΟΟΙΓ1,温度250°C,压力7. OMpa,评价结果 见表1。
[0027] 实施例6 :
[0028] 配制 I. 5mol/L 的 Cu (NO3) 2-Zn (NO3) 2-Al (NO3) 3水溶液(Cu 27Ζη2+/Α13+= 5/7/1)和 1. 5mol/L的草酸水溶液;在微波辐射加热55°C下进行并流共沉淀,辐射功率为300W,辐射 时间与沉淀时间相同,控制沉淀母液的PH= 7. 8 ;沉淀结束后,在微波辐射加热75°C下老化 4h,辐射功率为700W,辐射时间与老化时间相同;老化结束后,过滤,得到滤饼,用55°C的去 离子水洗涤三次;将滤饼在70 °C干燥20h,再转移至马弗炉,在320 °C下焙烧4h,得到最终催 化剂 Cu0/Zn0/Al203,其摩尔组成比 CuO :Zn0 !Al2O3= 7 :3 :1。
[0029] 取上述催化剂5ml装于固定床反应器进行评价,催化剂需要先进行还原,还原条 件为:气氛为氮中氢,H2体积含量为70%,体积空速lSOOh-1,温度320°C,压力I. 2MPa,恒温 24h ;反应条件为:H2/C0 (mol) = 3. 5,体积空速200011'温度230°C,压力8. OMpa,评价结果 见表1。
[0030] 实施例7 :
[0031] 配制 I. 2mol/L 的 Cu (NO3) 2-Zn (NO3) 2-Al (NO3) 3水溶液(Cu 27Ζη2+/Α13+= 7/5/1)和 I. 2mol/L的草酸水溶液;在微波辐射加热60°C下进行并流共沉淀,辐射功率为600W,辐射 时间与沉淀时间相同,控制沉淀母液的pH = 7. 5 ;沉淀结束后,在微波辐射加热65°C下老化 8h,辐射功率为600W,辐射时间与老化时间相同;老化结束后,过滤,得到滤饼,用60°C的去 离子水洗涤三次;将滤饼在60°C干燥24h,再转移至马弗炉,在370°C下焙烧3h,得到最终催 化剂 Cu0/Zn0/Al203,其摩尔组成比 CuO :ZnO !Al2O3= 7 :5 :1。
[0032] 取上述催化剂5ml装于固定床反应器进行评价,催化剂需要先进行还原,还原条 件为:气氛为氮中氢,H2体积含量为90%,体积空速2000h Λ温度260°C,压力I. 8MPa,恒温 20h ;反应条件为:H2/C0(mol) = 2. 4,体积空速250011'温度245°C,压力5. 5Mpa,评价结果 见表1。
[0033] 表1催化剂评价结果
[0034]
【主权项】
1. 一种二氧化碳加氢合成甲醇铜基催化剂,其特征在于催化剂由CuO、ZnO和Al203组 成,其摩尔组成比CuO:ZnO!Al2O3= 3-7 :3-7 :1。2. 如权利要求1所述的一种二氧化碳加氢合成甲醇铜基催化剂的制备方法,其特征在 于包括如下步骤:配制 〇? 3-2. 5mol/L的Cu(NO3)2-Zn(NO3)2-Al(NO3) 3水溶液和 0? 3-2. 5mol/ L的草酸水溶液;在微波辐射加热40-70°C下进行并流共沉淀,控制沉淀母液的pH= 6. 8-8. 2 ;沉淀结束后,在微波辐射加热60-90°C下老化l_12h;老化结束后,过滤,得到滤 饼,用60-90°C的去离子水洗涤三次;将滤饼在60-120°C干燥12-24h,再于250-400°C下焙 烧2-8h,得到最终催化剂。3. 如权利要求2所述的一种二氧化碳加氢合成甲醇铜基催化剂的制备方法,其特征在 于所述的微波辐射的功率控制在200-800W,辐射的时间与沉淀和老化的时间相同。4. 如权利要求1所述的一种二氧化碳加氢合成甲醇铜基催化剂的应用,其特征在于催 化剂在固定床反应器进行应用,催化剂需要先进行还原,还原条件为:气氛为氮中氢,4体 积含量为5 %~90 %,体积空速1000~20001T1,温度250~320°C,压力0? 5~3.OMPa,恒温 6~24h;反应条件为:H2/C0摩尔比=2~4,体积空速2000~50001T1,温度230~280°C, 压力 3. 0 ~8.OMpa。
【专利摘要】一种二氧化碳加氢合成甲醇铜基催化剂由CuO、ZnO和Al2O3组成,其摩尔组成比CuO:ZnO:Al2O3=3-7:3-7:1。本发明具有高活性和稳定性的用于固定床反应器的优点。
【IPC分类】C07C31/04, C07C29/154, B01J23/80
【公开号】CN104888788
【申请号】CN201510229529
【发明人】刘红艳, 韩生华, 张海荣, 晋春, 王海青, 许琳
【申请人】山西大同大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月7日
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